JP5758427B2 - Automatic transmission - Google Patents
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Description
本発明は、入力軸の軸線上に配置されて各ギヤがヘリカルギヤで構成される複数の遊星歯車機構を変速機ケースの内部に収納し、前記複数の遊星歯車機構の各要素、前記入力軸および前記変速機ケース間の結合関係を複数のクラッチおよび複数のブレーキで制御することで所定の変速段を確立する自動変速機に関する。 The present invention houses a plurality of planetary gear mechanisms that are arranged on the axis of the input shaft and each gear is a helical gear in a transmission case, and each element of the plurality of planetary gear mechanisms, the input shaft, The present invention relates to an automatic transmission that establishes a predetermined gear position by controlling a coupling relationship between the transmission cases with a plurality of clutches and a plurality of brakes.
かかる自動変速機において、入力軸の軸線まわりに相対回転する複数の回転部材間に複数のスラストベアリングを配置することで差回転を吸収するものが、下記特許文献1により公知である。
In such an automatic transmission, a device that absorbs differential rotation by disposing a plurality of thrust bearings between a plurality of rotating members that rotate relative to each other around the axis of an input shaft is known from
ところで、一般的に自動変速機のギヤにはトルク変動が少ないヘリカルギヤが使用されるが、ヘリカルギヤは噛合反力により軸方向のスラスト荷重を発生するという特性を有している。従って、入力軸の軸線まわりに相対回転する複数の回転部材間に複数のスラストベアリングを配置した自動変速機では、前記スラスト荷重を支持するスラストベアリングのフリクションが増加してしまい、自動変速機を多段化およびワイドレンジ化したメリットが損なわれてしまう可能性がある。 By the way, a helical gear with a small torque fluctuation is generally used as a gear of an automatic transmission, but the helical gear has a characteristic that an axial thrust load is generated by a meshing reaction force. Therefore, in an automatic transmission in which a plurality of thrust bearings are arranged between a plurality of rotating members that rotate relative to the axis of the input shaft, the friction of the thrust bearing that supports the thrust load increases, and the automatic transmission is configured in multiple stages. There is a possibility that the merit of widening and wide range may be lost.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自動変速機のギヤが発生するスラスト荷重をベアリングを極力経由せずに変速機ケースに伝達することでフリクションロスを低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to reduce friction loss by transmitting a thrust load generated by a gear of an automatic transmission to a transmission case without passing through a bearing as much as possible. .
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、入力軸の軸線上に配置されて各ギヤがヘリカルギヤで構成される複数の遊星歯車機構を変速機ケースの内部に収納し、前記複数の遊星歯車機構の各要素、前記入力軸および前記変速機ケース間の結合関係を複数のクラッチおよび複数のブレーキで制御することで所定の変速段を確立する自動変速機において、前記入力軸に対して相対回転不能なサンギヤを有する遊星歯車機構Aと、前記遊星歯車機構Aに対して隣接して配置され、前記入力軸に対して相対回転可能に支持されて前記遊星歯車機構Aのリングギヤに第1連結部材を介して連結されたサンギヤを有する遊星歯車機構Bと、前記遊星歯車機構Aを挟んで前記遊星歯車機構Bの反対側に配置され、クラッチを介して前記入力軸に結合可能なリングギヤを有する遊星歯車機構Cと、前記遊星歯車機構Aのサンギヤおよび前記遊星歯車機構Bのサンギヤ間に配置されたスラスト荷重を支持可能なベアリングAと、前記クラッチのクラッチハブおよび前記変速機ケース間に配置されたスラスト荷重を支持可能なベアリングBとを備え、前記遊星歯車機構Bのサンギヤが発生するスラスト荷重が前記遊星歯車機構Aのリングギヤが発生するスラスト荷重を相殺するように、該サンギヤおよび該リングギヤの捩じれ角の方向が設定されることを特徴とする自動変速機が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of planetary gear mechanisms that are arranged on the axis of the input shaft and each gear is composed of a helical gear are housed inside the transmission case. In the automatic transmission that establishes a predetermined shift stage by controlling the coupling relationship among the elements of the plurality of planetary gear mechanisms, the input shaft, and the transmission case with a plurality of clutches and a plurality of brakes, The planetary gear mechanism A having a sun gear that cannot rotate relative to the input shaft, and the planetary gear mechanism A that is disposed adjacent to the planetary gear mechanism A and supported so as to be rotatable relative to the input shaft. a planetary gear mechanism B having a sun gear which is connected via a first connecting member to the ring gear of the said sides of the planetary gear mechanism a is disposed on the opposite side of the planetary gear mechanism B, via the front clutch A planetary gear mechanism C with couplable ring gear to the input shaft, and the planetary gear mechanism A sun gear and the planetary gear mechanism capable of supporting bearings A thrust loads disposed between the sun gear of the B, a clutch hub of the clutch And a bearing B arranged between the transmission cases and capable of supporting a thrust load, the thrust load generated by the sun gear of the planetary gear mechanism B cancels the thrust load generated by the ring gear of the planetary gear mechanism A. Thus, an automatic transmission is proposed in which the directions of the twist angles of the sun gear and the ring gear are set .
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記遊星歯車機構Cのリングギヤから径方向内向きに延びる第1部材と、前記クラッチのクラッチハブおよび前記第1部材間で前記入力軸に相対回転不能に固定されて径方向外向きに延びる第2部材と、前記第1部材および前記第2部材間に配置されたスラスト荷重を支持可能なベアリングCとを備えることを特徴とする自動変速機が提案される。
According to the invention described in
また請求項3に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、前記遊星歯車機構Bのサンギヤが前記ベアリングAにスラスト荷重を伝達する荷重伝達面から前記第2部材が前記ベアリングCからスラスト荷重を受ける荷重受け面までの距離は、前記荷重伝達面および前記荷重受け面間に配置される複数の部品の軸方向長さの合計値よりも大きいことを特徴とする自動変速機が提案される。 According to the third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the sun gear of the planetary gear mechanism B transmits the thrust load to the bearing A from the load transmission surface. An automatic transmission characterized in that a distance from C to a load receiving surface that receives a thrust load is larger than a total value of axial lengths of a plurality of components arranged between the load transmitting surface and the load receiving surface. Is proposed.
また請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜請求項3の何れか1項の構成に加えて、前記入力軸の外周に相対回転可能に嵌合して前記遊星歯車機構Cのキャリヤと前記遊星歯車機構Aのキャリヤとを連結する第2連結部材を備え、前記第2連結部材の軸方向一端部には前記遊星歯車機構Aのキャリヤの内周スプラインに嵌合する外周スプラインが形成され、前記内周スプラインの内径は前記遊星歯車機構Aのサンギヤの外径よりも大きいことを特徴とする自動変速機が提案される。
According to the invention described in claim 4, in addition to the structure of any one of
なお、実施の形態の第2遊星歯車機構PGSbは本発明の遊星歯車機構Bに対応し、実施の形態の第3遊星歯車機構PGScは本発明の遊星歯車機構Aに対応し、実施の形態の第4遊星歯車機構PGSdは本発明の遊星歯車機構Cに対応し、実施の形態の第3クラッチC3は本発明のクラッチに対応し、実施の形態の第7スラストベアリングT7および第8スラストベアリングT8は本発明のスラスト荷重を支持可能なベアリングAに対応し、実施の形態の第12スラストベアリングT12は本発明のスラスト荷重を支持可能なベアリングCに対応し、実施の形態の第13スラストベアリングT13は本発明のスラスト荷重を支持可能なベアリングBに対応し、実施の形態の連結部材28は本発明の第1連結部材に対応し、実施の形態の連結部材38は本発明の第2連結部材に対応し、実施の形態のクラッチドラム39は本発明の第1部材に対応し、実施の形態のスラストプレート49は本発明の第2部材に対応する。
The second planetary gear mechanism PGSb of the embodiment corresponds to the planetary gear mechanism B of the present invention, and the third planetary gear mechanism PGSc of the embodiment corresponds to the planetary gear mechanism A of the present invention. The fourth planetary gear mechanism PGSd corresponds to the planetary gear mechanism C of the present invention, the third clutch C3 of the embodiment corresponds to the clutch of the present invention, and the seventh thrust bearing T7 and the eighth thrust bearing T8 of the embodiment. Corresponds to the bearing A capable of supporting the thrust load of the present invention, and the twelfth thrust bearing T12 of the embodiment corresponds to the bearing C capable of supporting the thrust load of the present invention, and the thirteenth thrust bearing T13 of the embodiment. corresponds to the supportable bearing B thrust loads of the present invention, the connecting
請求項1の構成によれば、自動変速機は、入力軸に対して相対回転不能なサンギヤを有する遊星歯車機構Aと、遊星歯車機構Aに対して隣接して配置され、入力軸に対して相対回転可能に支持されて遊星歯車機構Aのリングギヤに第1連結部材を介して連結されたサンギヤを有する遊星歯車機構Bと、遊星歯車機構Aを挟んで遊星歯車機構Bの反対側に配置され、クラッチを介して前記入力軸に結合可能なリングギヤを有する遊星歯車機構Cとを備える。遊星歯車機構Aのサンギヤおよび遊星歯車機構Bのサンギヤ間に配置されたスラスト荷重を支持可能なベアリングAを備え、遊星歯車機構Bのサンギヤが発生するスラスト荷重が遊星歯車機構Aのリングギヤが発生するスラスト荷重を相殺するように、該サンギヤおよび該リングギヤの捩じれ角の方向が設定されるので、遊星歯車機構Bのサンギヤが発生するスラスト荷重を遊星歯車機構Aのリングギヤが発生するスラスト荷重で相殺して低減した状態でベアリングAから遊星歯車機構Aのサンギヤを介して入力軸に伝達することで、前記スラスト荷重が遊星歯車機構Aから遊星歯車機構Cを経由して入力軸に伝達されることを極力回避し、遊星歯車機構Aおよび遊星歯車機構Cの各要素間等に介在する複数のベアリングのフリクションロスを低減することができる。しかも、クラッチのクラッチハブおよび変速機ケース間に配置されたスラスト荷重を支持可能なベアリングBを備えるので、入力軸に伝達されたスラスト荷重をベアリングBを介して変速機ケースで支持することができる。 According to the first aspect, the automatic transmission includes a planetary gear mechanism A having a relative unrotatable sun gear to the input shaft, is arranged adjacent relative to the planetary gear mechanism A, the input shaft A planetary gear mechanism B having a sun gear that is supported so as to be relatively rotatable and connected to the ring gear of the planetary gear mechanism A via a first connecting member, and the planetary gear mechanism B is disposed on the opposite side of the planetary gear mechanism B. , and a planetary gear mechanism C with couplable gear to said input shaft via a clutch. A bearing A capable of supporting a thrust load disposed between the sun gear of the planetary gear mechanism A and the sun gear of the planetary gear mechanism B is provided , and the thrust load generated by the sun gear of the planetary gear mechanism B is generated by the ring gear of the planetary gear mechanism A. Since the directions of the twist angles of the sun gear and the ring gear are set so as to cancel the thrust load, the thrust load generated by the sun gear of the planetary gear mechanism B is canceled by the thrust load generated by the ring gear of the planetary gear mechanism A. The thrust load is transmitted from the bearing A to the input shaft via the sun gear of the planetary gear mechanism A in a reduced state, so that the thrust load is transmitted from the planetary gear mechanism A to the input shaft via the planetary gear mechanism C. Friction loss of a plurality of bearings that are avoided as much as possible and interposed between the elements of the planetary gear mechanism A and the planetary gear mechanism C. It can be reduced. Moreover, since the bearing B arranged between the clutch hub of the clutch and the transmission case capable of supporting the thrust load is provided, the thrust load transmitted to the input shaft can be supported by the transmission case via the bearing B. .
また請求項2の構成によれば、遊星歯車機構Cのリングギヤから径方向内向きに延びる第1部材と、クラッチのクラッチハブおよび第1部材間で入力軸に相対回転不能に固定されて径方向外向きに延びる第2部材と、第1部材および第2部材間に配置されたスラスト荷重を支持可能なベアリングCとを備えるので、遊星歯車機構Cのリングギヤに作用するスラスト荷重を直接入力軸に伝達して支持することができる。 According to the second aspect of the present invention, the first member extending radially inward from the ring gear of the planetary gear mechanism C and the clutch hub of the clutch and the first member are fixed to the input shaft so as not to rotate relative to each other. Since the second member extending outward and the bearing C capable of supporting the thrust load disposed between the first member and the second member are provided, the thrust load acting on the ring gear of the planetary gear mechanism C is directly applied to the input shaft. Can be transmitted and supported.
また請求項3の構成によれば、遊星歯車機構BのサンギヤがベアリングAにスラスト荷重を伝達する荷重伝達面から第2部材がベアリングCからスラスト荷重を受ける荷重受け面までの距離は、荷重伝達面および荷重受け面間に配置される複数の部品の軸方向長さの合計値よりも大きいので、遊星歯車機構Bのサンギヤのスラスト荷重が前記複数の部品を通って入力軸に伝達される事態を回避してフリクションを確実に低減することができる。 According to the third aspect of the present invention, the distance from the load transmission surface where the sun gear of the planetary gear mechanism B transmits the thrust load to the bearing A to the load receiving surface where the second member receives the thrust load from the bearing C is the load transmission. A situation in which the thrust load of the sun gear of the planetary gear mechanism B is transmitted to the input shaft through the plurality of components because it is greater than the total axial length of the plurality of components disposed between the surface and the load receiving surface. Thus, friction can be reliably reduced.
また請求項4の構成によれば、入力軸の外周に相対回転可能に嵌合して遊星歯車機構Cのキャリヤと遊星歯車機構Aのキャリヤとを連結する第2連結部材を備え、第2連結部材の軸方向一端部には遊星歯車機構Aのキャリヤの内周スプラインに嵌合する外周スプラインが形成され、内周スプラインの内径は遊星歯車機構Aのサンギヤの外径よりも大きいので、予め連結部材が組み付けられた入力軸の外周に遊星歯車機構Aを嵌合し、遊星歯車機構Aのキャリヤの内周スプラインを連結部材の外周スプラインに結合するとき、キャリヤの内周スプラインが遊星歯車機構Aのサンギヤと干渉して組み付け不能になる事態を回避することができる。 According to the configuration of claim 4, fitted to be relatively rotatable on the outer periphery of the input shaft comprises a second connecting member for connecting the carrier of the carrier and the planetary gear mechanism A planetary gear mechanism C, the second connection An outer peripheral spline that fits with the inner peripheral spline of the carrier of the planetary gear mechanism A is formed at one end in the axial direction of the member , and the inner peripheral spline has an inner diameter larger than the outer diameter of the sun gear of the planetary gear mechanism A. When the planetary gear mechanism A is fitted to the outer periphery of the input shaft to which the member is assembled, and the inner peripheral spline of the carrier of the planetary gear mechanism A is coupled to the outer peripheral spline of the connecting member, the inner peripheral spline of the carrier becomes the planetary gear mechanism A. It is possible to avoid the situation where the assembly becomes impossible due to interference with the sun gear.
以下、図1〜図15に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
先ず、図1のスケルトン図と、図2および図3の詳細図とに基づいて、前進10速、後進1速の自動変速機Tの構造を説明する。 First, the structure of the automatic transmission T having 10 forward speeds and 1 reverse speed will be described with reference to the skeleton diagram of FIG. 1 and the detailed views of FIG. 2 and FIG.
エンジンEのクランクシャフト11はトルクコンバータTCを介して自動変速機Tの入力軸12に接続される。入力軸12の外周には、エンジンEに近い側(図中右側)から遠い側(図中左側)に向かって第1遊星歯車機構PGSa、第2遊星歯車機構PGSb、第3遊星歯車機構PGScおよび第4遊星歯車機構PGSdが順番に配置される。また第1〜第4遊星歯車機構PGSa,PGSb,PGSc,PGSdの各要素の結合関係を切り換えて各変速段を確立するために、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3および第4ブレーキB4が設けられる。第2ブレーキB2は2ウェイクラッチで構成されており、それが係合する相対回転の方向を任意に切り換えることが可能である。その他のクラッチおよびブレーキは湿式多板型のもので構成される。
The
シングルピニオン型の第1遊星歯車機構PGSaは、第1サンギヤSa、第1キャリヤCa、第1リングギヤRaおよび複数の第1ピニオンPa…を備えており、第1キャリヤCaに回転自在に支持された第1ピニオンPa…は、第1サンギヤSaおよび第1リングギヤRaに同時に噛合する。 The single-pinion type first planetary gear mechanism PGSa includes a first sun gear Sa, a first carrier Ca, a first ring gear Ra, and a plurality of first pinions Pa, and is rotatably supported by the first carrier Ca. The first pinions Pa ... mesh with the first sun gear Sa and the first ring gear Ra at the same time.
第1サンギヤSaは第1ブレーキB1を介して変速機ケース13に結合可能である。すなわち、第1ブレーキB1は第1サンギヤSaと一体のブレーキハブ14と、ブレーキハブ14および変速機ケース13間に配置された複数の摩擦係合要素15…と、変速機ケース13に軸方向摺動可能に配置されたブレーキピストン16とを備えており、油室17に供給される油圧でブレーキピストン16を駆動して摩擦係合要素15…を相互に係合させると、第1サンギヤSaが変速機ケース13に結合される。
The first sun gear Sa can be coupled to the
なお、変速機ケース13は実際には複数の部材で構成されるが、図面では便宜的に一部材として記載している。また本明細書では、トルクコンバータケース18に固定されたステータシャフト19も変速機ケース13の一部としている。
The
第1キャリヤCaから径方向外側に延びる連結部材20は、第2ブレーキB2を介して変速機ケース13に結合可能である。また第1キャリヤCaは、第1クラッチC1を介して入力軸12に結合可能である。すなわち、第1クラッチC1は、連結部材21を介して第1キャリヤCaの径方向内端に接続されたクラッチハブ22と、入力軸12に固定されたクラッチドラム23と、クラッチハブ22およびクラッチドラム23間に配置された複数の摩擦係合要素24…と、クラッチドラム23の内部に摺動自在に配置されたクラッチピストン25とを備えており、油室26に供給される油圧でクラッチピストン25を駆動して摩擦係合要素24…を相互に係合させると、第1キャリヤCaが入力軸12に結合される。
The connecting
第1リングギヤRaは、連結部材27を介して後述する第3遊星歯車機構PGScの第3キャリヤCcに接続される。
The first ring gear Ra is connected to a third carrier Cc of a third planetary gear mechanism PGSc, which will be described later, via a connecting
シングルピニオン型の第2遊星歯車機構PGSbは、第2サンギヤSb、第2キャリヤCb、第2リングギヤRbおよび複数の第2ピニオンPb…を備えており、第2キャリヤCbに回転自在に支持された第2ピニオンPb…は、第2サンギヤSbおよび第2リングギヤRbに同時に噛合する。 The single pinion type second planetary gear mechanism PGSb includes a second sun gear Sb, a second carrier Cb, a second ring gear Rb, and a plurality of second pinions Pb... And is rotatably supported by the second carrier Cb. The second pinions Pb... Mesh with the second sun gear Sb and the second ring gear Rb at the same time.
第2サンギヤSbは、連結部材28を介して後述する第3遊星歯車機構PGScの第3リングギヤRcに接続される。第2キャリヤCbは前記連結部材20を介して第1遊星歯車機構PGSaの第1キャリヤCaに一体に接続され、かつ前記第2ブレーキB2を介して変速機ケース13に結合可能である。第2リングギヤRbには出力ギヤ29が一体に形成されており、出力ギヤ29は一対のボールベアリング30,30を介して変速機ケース13に回転自在に支持される。
The second sun gear Sb is connected to a third ring gear Rc of a third planetary gear mechanism PGSc, which will be described later, via a connecting
シングルピニオン型の第3遊星歯車機構PGScは、第3サンギヤSc、第3キャリヤCc、第3リングギヤRcおよび複数の第3ピニオンPc…を備えており、第3キャリヤCcに回転自在に支持された第3ピニオンPc…は、第3サンギヤScおよび第3リングギヤRcに同時に噛合する。 The single pinion type third planetary gear mechanism PGSc includes a third sun gear Sc, a third carrier Cc, a third ring gear Rc, and a plurality of third pinions Pc, and is rotatably supported by the third carrier Cc. The third pinions Pc... Mesh with the third sun gear Sc and the third ring gear Rc simultaneously.
第3サンギヤScは入力軸12に一体に結合される。第3キャリヤCcは、前記連結部材27を介して第1遊星歯車機構PGSaの第1リングギヤRaに接続される。第3リングギヤRcは、第2クラッチC2を介して後述する第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdに接続されたクラッチドラム31に結合可能である。すなわち、第2クラッチC2は、第3リングギヤRcおよびクラッチドラム31間に配置された複数の摩擦係合要素32…と、クラッチドラム31の内部に摺動自在に配置されたクラッチピストン33とを備えており、油室34に供給される油圧でクラッチピストン33を駆動して摩擦係合要素32…を相互に係合させると、第3遊星歯車機構PGScの第3リングギヤRcが第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdに結合される。
Third sun gear Sc is integrally coupled to input
シングルピニオン型の第4遊星歯車機構PGSdは、第4サンギヤSd、第4キャリヤCd、第4リングギヤRdおよび複数の第4ピニオンPd…を備えており、第4キャリヤCdに回転自在に支持された第4ピニオンPd…は、第4サンギヤSdおよび第4リングギヤRdに同時に噛合する。 The single pinion type fourth planetary gear mechanism PGSd includes a fourth sun gear Sd, a fourth carrier Cd, a fourth ring gear Rd, and a plurality of fourth pinions Pd, and is rotatably supported by the fourth carrier Cd. The fourth pinions Pd... Mesh with the fourth sun gear Sd and the fourth ring gear Rd simultaneously.
第4サンギヤSdに接続された前記クラッチドラム31は、第3ブレーキB3を介して変速機ケース13に結合可能である。すなわち、第3ブレーキB3は、クラッチドラム31および変速機ケース13間に配置された複数の摩擦係合要素35…と、変速機ケース13の内部に摺動自在に配置されたブレーキピストン36とを備えており、油室37に供給される油圧でブレーキピストン36を駆動して摩擦係合要素35…を相互に係合させると、第4サンギヤSdが変速機ケース13に結合される。
The
第4キャリヤCdは、連結部材38を介して第3遊星歯車機構PGScの第3キャリヤCcに接続される。第4リングギヤRdは、第3クラッチC3を介して入力軸12に結合可能である。すなわち、第3クラッチC3は、第4リングギヤRdに一体に接続されたクラッチドラム39と、入力軸12に一体に接続されたクラッチハブ40と、クラッチドラム39およびクラッチハブ40間に配置された複数の摩擦係合要素41…と、クラッチドラム39の内部に摺動自在に配置されたクラッチピストン42とを備えており、油室43に供給される油圧でクラッチピストン42を駆動して摩擦係合要素41…を相互に係合させると、第4リングギヤRdが入力軸12に結合される。
The fourth carrier Cd is connected to the third carrier Cc of the third planetary gear mechanism PGSc via the connecting
さらに、第4リングギヤRdは、第4ブレーキB4を介して変速機ケース13に結合可能である。すなわち、第4ブレーキB4は、前記クラッチドラム39および変速機ケース13間に配置された複数の摩擦係合要素44…と、変速機ケース13の内部に摺動自在に配置されたブレーキピストン45とを備えており、油室46に供給される油圧でブレーキピストン45を駆動して摩擦係合要素44…を相互に係合させると、第4リングギヤRdが変速機ケース13に結合される。
Further, the fourth ring gear Rd can be coupled to the
入力軸12のエンジンE側の軸端は変速機ケース13の一部を構成するステータシャフト19にボールベアリング47を介して直接支持され、入力軸12のエンジンEと反対側の軸端は、そこに固定されたクラッチハブ40が変速機ケース13にボールベアリング48を介して支持される。
The shaft end of the
第1遊星歯車機構PGSa、第2遊星歯車機構PGSb、第3遊星歯車機構PGScおよび第4遊星歯車機構PGSdの各ギヤは伝達トルクの変動を減らすべくヘリカルギヤで構成されるが、ヘリカルギヤには噛合反力により軸方向のスラスト力が作用するため、相対回転する部材間に13個のスラストベアリングが配置される。 Each gear of the first planetary gear mechanism PGSa, the second planetary gear mechanism PGSb, the third planetary gear mechanism PGSc, and the fourth planetary gear mechanism PGSd is composed of a helical gear to reduce the variation in transmission torque, Since the axial thrust force acts by the force, 13 thrust bearings are arranged between the relatively rotating members.
第1スラストベアリングT1は、変速機ケース13の一部を構成するステータシャフト19と第1クラッチC1のクラッチドラム23との間に配置される。第2スラストベアリングT2は、前記クラッチドラム23と第1クラッチC1のクラッチハブ22との間に配置される。第3スラストベアリングT3は、前記クラッチハブ22と第1遊星歯車機構PGSaの第1サンギヤSaとの間に配置される。第4スラストベアリングT4は、前記第1サンギヤSaと第1遊星歯車機構PGSaの第1キャリヤCaとの間に配置される。第5スラストベアリングT5は、第1遊星歯車機構PGSaの第1リングギヤRaに接続された連結部材27と第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbとの間に配置される。第6スラストベアリングT6は、前記連結部材27と第1遊星歯車機構PGSaの第1キャリヤCaとの間に配置される。
The first thrust bearing T1 is disposed between the
第7スラストベアリングT7は、第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbと第3遊星歯車機構PGScの第3キャリヤCcとの間に配置される。第8スラストベアリングT8は、前記第3キャリヤCcと第3遊星歯車機構PGScの第3サンギヤScとの間に配置される。第9スラストベアリングT9は、前記第3キャリヤCcと第2クラッチC2のクラッチドラム31との間に配置される。第10スラストベアリングT10は、第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdと第4キャリヤCdとの間に配置される。第11スラストベアリングT11は、前記第4キャリヤCdと第3クラッチC3のクラッチドラム39との間に配置される。第12スラストベアリングT12は、前記クラッチドラム39と入力軸12に固定したスラストプレート49との間に配置される。第13スラストベアリングT13は、第3クラッチC3のクラッチハブ40と変速機ケース13との間に配置される。
The seventh thrust bearing T7 is disposed between the second sun gear Sb of the second planetary gear mechanism PGSb and the third carrier Cc of the third planetary gear mechanism PGSc. The eighth thrust bearing T8 is disposed between the third carrier Cc and the third sun gear Sc of the third planetary gear mechanism PGSc. The ninth thrust bearing T9 is disposed between the third carrier Cc and the
第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdと、第2クラッチC2のクラッチドラム31との間にはシム50(図3参照)が配置される。第1遊星歯車機構PGSaの第1キャリヤCaと、第1クラッチC1のクラッチハブ22から図中左側に延びる連結部材21とが突き当て部51(図2参照)で突き当てられる。そして第1スラストベアリングT1と、第1クラッチC1のクラッチドラム23との間には、入力軸12上に積み重ねられる各部品の寸法誤差を調整するためのシム52(図2参照)が配置される。
A shim 50 (see FIG. 3) is disposed between the fourth sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGSd and the
第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbが第7スラストベアリングT7にスラスト荷重を伝達する荷重伝達面P1から、スラストプレート49が第12スラストベアリングT12からスラスト荷重を受ける荷重受け面P2までの距離L1は、荷重伝達面P1および荷重受け面P2間に配置される複数の部品、つまり第7スラストベアリングT7、第3遊星歯車機構PGScの第3キャリヤCc、第9スラストベアリングT9、第2クラッチC2のクラッチドラム31、シム50、第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSd、第10スラストベアリングT10、第4遊星歯車機構PGSdの第4キャリヤCd、第11スラストベアリングT11、第3クラッチC3のクラッチドラム39および第12スラストベアリングT12の軸方向長さの合計値よりも大きく設定されている(図3参照)。
The distance from the load transmitting surface P1 where the second sun gear Sb of the second planetary gear mechanism PGSb transmits the thrust load to the seventh thrust bearing T7 and the load receiving surface P2 where the thrust plate 49 receives the thrust load from the twelfth thrust bearing T12. L1 is a plurality of components arranged between the load transmission surface P1 and the load receiving surface P2, that is, the seventh thrust bearing T7, the third carrier Cc of the third planetary gear mechanism PGSc, the ninth thrust bearing T9, and the second clutch C2.
第4遊星歯車機構PGSdの第4キャリヤCdに連結された連結部材38の図中右端外周面に形成された外周スプラインSPoと、第3遊星歯車機構PGScの第3キャリヤCcの図中左端内周面に形成された内周スプラインSPiとが噛合する(図6参照)。第3キャリヤCcの内周スプラインSPiの内径r1は第3遊星歯車機構PGScの第3サンギヤScの外径r2よりも大きく設定される。
An outer peripheral spline SPo formed on the outer peripheral surface of the right end in the drawing of the connecting
第1遊星歯車機構PGSaの第1キャリヤCaが第4スラストベアリングT4にスラスト荷重を伝達する荷重伝達面P3から、第1クラッチC1のクラッチハブ22が第3スラストベアリングT3からスラスト荷重を受ける荷重受け面P4までの距離L2は、第4スラストベアリングT4、第1遊星歯車機構PGSaの第1サンギヤSaおよび第3スラストベアリングT3の軸方向長さの合計値よりも大きく設定される(図2参照)。
The first carrier Ca of the first planetary gear mechanism PGSa receives a load from the load transmission surface P3 that transmits the thrust load to the fourth thrust bearing T4, and the
図4は第1〜第4遊星歯車機構PGSa,PGSb,PGSc,PGSdの共線図であり、上から下に順番に第4遊星歯車機構PGSd、第3遊星歯車機構PGSc、第1遊星歯車機構PGSaおよび第2遊星歯車機構PGSbに対応する。 FIG. 4 is a collinear diagram of the first to fourth planetary gear mechanisms PGSa, PGSb, PGSc, and PGSd. The fourth planetary gear mechanism PGSd, the third planetary gear mechanism PGSc, and the first planetary gear mechanism are sequentially arranged from top to bottom. This corresponds to PGSa and the second planetary gear mechanism PGSb.
例えば、上から3段目に示される第1遊星歯車機構PGSaのギヤ比はhであり、第1サンギヤSaおよび第1キャリヤCa間の距離と、第1キャリヤCaおよび第1リングギヤRa間の距離との比は、h:1に設定される。同様に第2遊星歯車機構PGSbのギヤ比はiであり、第3遊星歯車機構PGScのギヤ比はjであり、第4遊星歯車機構PGSdのギヤ比はkである。 For example, the gear ratio of the first planetary gear mechanism PGSa shown in the third stage from the top is h, the distance between the first sun gear Sa and the first carrier Ca, and the distance between the first carrier Ca and the first ring gear Ra. Is set to h: 1. Similarly, the gear ratio of the second planetary gear mechanism PGSb is i, the gear ratio of the third planetary gear mechanism PGSc is j, and the gear ratio of the fourth planetary gear mechanism PGSd is k.
各共線図における2本の平行な横線のうち、上側の横線は回転速度が「1」(入力軸12と同一回転速度)であることを意味し、下側の横線は回転速度が「0」(停止)であることを意味している。また破線で示す速度線は、第1〜第4遊星歯車機構PGSa,PGSb,PGSc,PGSdのうち、動力伝達する遊星歯車機構に追従して他の遊星歯車機構が空転することを示している。 Of the two parallel horizontal lines in each collinear diagram, the upper horizontal line means that the rotational speed is “1” (the same rotational speed as the input shaft 12), and the lower horizontal line indicates that the rotational speed is “0”. ”(Stop). A speed line indicated by a broken line indicates that, among the first to fourth planetary gear mechanisms PGSa, PGSb, PGSc, and PGSd, other planetary gear mechanisms are idled following the planetary gear mechanism that transmits power.
図7は第1遊星歯車機構PGSa、第2遊星歯車機構PGSb、第3遊星歯車機構PGScおよび第4遊星歯車機構PGSdの第1〜第4サンギヤSa,Sb,Sc,Sdに作用するトルクの向きを示すもので、「+」はエンジンEのトルクの向きと同じであることを示し、「−」はエンジンEのトルクの向きと逆であることを示している。ヘリカルギヤよりなる第1〜第4サンギヤSa,Sb,Sc,Sdに作用するスラスト荷重の方向は、トルクの方向に応じて決定される。 FIG. 7 shows the directions of torque acting on the first to fourth sun gears Sa, Sb, Sc, Sd of the first planetary gear mechanism PGSa, the second planetary gear mechanism PGSb, the third planetary gear mechanism PGSc, and the fourth planetary gear mechanism PGSd. “+” Indicates that the torque direction of the engine E is the same, and “−” indicates that the torque direction of the engine E is opposite. The direction of the thrust load acting on the first to fourth sun gears Sa, Sb, Sc, Sd made of helical gears is determined according to the direction of torque.
図11から図15に示すように、第1遊星歯車機構PGSaの第1サンギヤSaには、1速変速段〜5速変速段で図中左向きのスラスト荷重が作用し、その他の変速段ではスラスト荷重が作用しない。第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbには、全ての前進変速段で図中左向きのスラスト荷重が作用し、リバース変速段で図中右向きのスラスト荷重が作用する。第3遊星歯車機構PGScの第3サンギヤScには、8速変速段を除く前進変速段で図中左向きのスラスト荷重が作用し、リバース変速段で図中右向きのスラスト荷重が作用する。第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdには、6速変速段、7速変速段、9速変速段および10速変速段で図中左向きのスラスト荷重が作用し、3速変速段、4速変速段およびリバース変速段で図中右向きのスラスト荷重が作用する。 As shown in FIGS. 11 to 15, the first sun gear Sa of the first planetary gear mechanism PGSa is subjected to a leftward thrust load in the drawings at the first to fifth gears, and at the other gears, the thrust load is applied. The load does not work. On the second sun gear Sb of the second planetary gear mechanism PGSb, a leftward thrust load in the drawing acts on all the forward gears, and a rightward thrust load on the reverse gears acts. On the third sun gear Sc of the third planetary gear mechanism PGSc, a leftward thrust load acts in the forward shift speed except the 8-speed shift speed, and a rightward thrust load acts in the reverse speed speed. The fourth sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGSd is subjected to a leftward thrust load in the figure at the sixth speed, the seventh speed, the ninth speed and the tenth speed, and the third speed, A rightward thrust load acts in the speed shift stage and the reverse shift stage.
図8は各変速段における第1〜第13スラストベアリングT1〜T13の差回転の一例を示すもので、1,000rpmは入力軸12および変速機ケース13間の差回転に相当する。例えば、入力軸12および変速機ケース13間に配置された第1スラストベアリングT1および第13スラストベアリングT13の差回転は1,000rpmである。
FIG. 8 shows an example of differential rotation of the first to thirteenth thrust bearings T <b> 1 to T <b> 13 at each gear stage, and 1,000 rpm corresponds to differential rotation between the
図9は各変速段における第1〜第13スラストベアリングT1〜T13に作用するスラスト荷重の一例を示すものである。第1〜第13スラストベアリングT1〜T13に作用するスラスト荷重はギヤのねじれ角により変化するため、図9にはその一例が示されている。 FIG. 9 shows an example of the thrust load acting on the first to thirteenth thrust bearings T1 to T13 at each shift stage. Since the thrust load acting on the first to thirteenth thrust bearings T1 to T13 varies depending on the torsion angle of the gear, an example thereof is shown in FIG.
シングルピニオン型の遊星歯車機構のサンギヤおよびリングギヤは共通のピニオンに噛合するため、サンギヤおよびリングギヤが受けるスラスト荷重は同じ大きさで相互に逆向きになる。図10は第1遊星歯車機構PGSaの第1サンギヤSaおよび第1リングギヤRaのスラスト荷重F1と、第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbおよび第2リングギヤRbのスラスト荷重F2と、第3遊星歯車機構PGScの第3サンギヤScおよび第3リングギヤRcのスラスト荷重F3と、第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdおよび第4リングギヤRdのスラスト荷重F4とを、各変速段について示すものである。なお、図10におけるF1〜F4の数値は、それらの間の相対的な大きさを示している。 Since the sun gear and the ring gear of the single pinion type planetary gear mechanism mesh with the common pinion, the thrust loads received by the sun gear and the ring gear are the same and opposite to each other. FIG. 10 shows the thrust load F1 of the first sun gear Sa and the first ring gear Ra of the first planetary gear mechanism PGSa, the thrust load F2 of the second sun gear Sb and the second ring gear Rb of the second planetary gear mechanism PGSb, and the third planetary gear. The thrust load F3 of the third sun gear Sc and the third ring gear Rc of the gear mechanism PGSc, and the thrust load F4 of the fourth sun gear Sd and the fourth ring gear Rd of the fourth planetary gear mechanism PGSd are shown for each shift stage. . In addition, the numerical value of F1-F4 in FIG. 10 has shown the relative magnitude | size between them.
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態を説明する。 Next, an embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
先ず、図1のスケルトン図、図4の共線図および図5の係合表に基づいて各変速段のトルクフローを説明する。図5の係合表における○印はクラッチあるいはブレーキが係合状態にあることを示している。また第2ブレーキB2は2ウェイクラッチで構成されるため、正転阻止状態Fと、逆転阻止状態Rとに切り換えられる。アンダーラインを施したFおよびRは、第2ブレーキB2の作用で第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの回転速度が「0」になることを示している。 First, the torque flow of each gear stage will be described based on the skeleton diagram of FIG. 1, the alignment chart of FIG. 4, and the engagement table of FIG. In the engagement table of FIG. 5, the circles indicate that the clutch or brake is in an engaged state. Further, since the second brake B2 is constituted by a two-way clutch, the second brake B2 is switched between the forward rotation prevention state F and the reverse rotation prevention state R. Underlined F and R indicate that the rotational speeds of the first carrier Ca and the second carrier Cb become “0” by the action of the second brake B2.
1速変速段の確立時には、第1ブレーキB1を係合し、第2ブレーキB2を逆転阻止状態にし、第3ブレーキB3を係合する。第2ブレーキB2を逆転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの逆転が阻止される。第1ブレーキB1を係合することで、第1サンギヤSaの回転速度が「0」になる。これにより、第1遊星歯車機構PGSaの三つの要素が相対回転不能なロック状態になり、第1リングギヤRa、第3キャリヤCcおよび第4キャリヤCdの回転速度も「0」になる。その結果、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「1st」になり、1速変速段が確立する。
When the first gear is established, the first brake B1 is engaged, the second brake B2 is set in the reverse rotation prevention state, and the third brake B3 is engaged. By setting the second brake B2 to the reverse rotation prevention state, the reverse rotation of the first carrier Ca and the second carrier Cb is prevented. By engaging the first brake B1, the rotation speed of the first sun gear Sa becomes “0”. As a result, the three elements of the first planetary gear mechanism PGSa enter a locked state in which relative rotation is impossible, and the rotational speeds of the first ring gear Ra, the third carrier Cc, and the fourth carrier Cd also become “0”. As a result, the rotation speed of the second ring gear Rb to which the
なお、1速変速段を確立するには第3ブレーキB3を係合する必要はないが、1速変速段を確立中に予め第3ブレーキB3を係合しておけば、1速変速段から2速変速段への移行をスムーズに行うことができる。また1速変速段でエンジンブレーキを作動させる必要がある場合には、第2ブレーキB2を逆転阻止状態から正転阻止状態に切り換えれば良い。 It is not necessary to engage the third brake B3 in order to establish the first gear, but if the third brake B3 is engaged in advance while the first gear is established, the first gear is changed. The transition to the second gear can be smoothly performed. If it is necessary to operate the engine brake at the first gear, the second brake B2 may be switched from the reverse rotation prevention state to the forward rotation prevention state.
2速変速段の確立時には、第1ブレーキB1を係合し、第2ブレーキB2を逆転阻止状態にし、第3ブレーキB3を係合し、第2クラッチC2を係合する。第2ブレーキB2を逆転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの正転が許容される。第1ブレーキB1を係合することで、第1サンギヤSaの回転速度が「0」になる。第3ブレーキB3を係合することで、第4サンギヤSdの回転速度が「0」になる。第2クラッチC2を係合することで、第3リングギヤRcおよび第2サンギヤSbの回転速度が、第4サンギヤSdの回転速度と同一の「0」になる。その結果、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「2nd」になり、2速変速段が確立する。
When the second gear is established, the first brake B1 is engaged, the second brake B2 is set in the reverse rotation prevention state, the third brake B3 is engaged, and the second clutch C2 is engaged. The first carrier Ca and the second carrier Cb are allowed to rotate forward by setting the second brake B2 to the reverse rotation preventing state. By engaging the first brake B1, the rotation speed of the first sun gear Sa becomes “0”. By engaging the third brake B3, the rotational speed of the fourth sun gear Sd becomes “0”. By engaging the second clutch C2, the rotation speeds of the third ring gear Rc and the second sun gear Sb become “0”, which is the same as the rotation speed of the fourth sun gear Sd. As a result, the rotation speed of the second ring gear Rb to which the
3速変速段の確立時には、第1ブレーキB1を係合し、第2ブレーキB2を逆転阻止状態にし、第3ブレーキB3を係合し、第3クラッチC3を係合する。第2ブレーキB2を逆転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの正転が許容される。第1ブレーキB1を係合することで、第1サンギヤSaの回転速度が「0」になる。第3ブレーキB3を係合することで、第4サンギヤSdの回転速度が「0」になる。第3クラッチC3を係合することで、第4リングギヤRdの回転速度が、入力軸12に接続された第3サンギヤScの回転速度と同一速度の「1」となる。このようにして、第4サンギヤSdの回転速度が「0」になり、第4リングギヤRdの回転速度が「1」になるため、第4キャリヤCdの回転速度、つまり第4キャリヤCd、第3キャリヤCcおよび第1リングギヤRaの回転速度はk/(k+1)となる。その結果、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「3rd」になり、3速変速段が確立する。
When the third speed is established, the first brake B1 is engaged, the second brake B2 is set in the reverse rotation prevention state, the third brake B3 is engaged, and the third clutch C3 is engaged. The first carrier Ca and the second carrier Cb are allowed to rotate forward by setting the second brake B2 to the reverse rotation preventing state. By engaging the first brake B1, the rotation speed of the first sun gear Sa becomes “0”. By engaging the third brake B3, the rotational speed of the fourth sun gear Sd becomes “0”. By engaging the third clutch C <b> 3, the rotational speed of the fourth ring gear Rd becomes “1”, which is the same speed as the rotational speed of the third sun gear Sc connected to the
4速変速段の確立時には、第1ブレーキB1を係合し、第2ブレーキB2を逆転阻止状態にし、第2クラッチC2を係合し、第3クラッチC3を係合する。第2ブレーキB2を逆転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの正転が許容される。第1ブレーキB1を係合することで、第1サンギヤSaの回転速度が「0」になる。第2クラッチC2を係合することで、第4サンギヤSd、第3リングギヤRcおよび第2サンギヤSbが同一速度で回転する。これにより第3遊星歯車機構PGScおよび第4遊星歯車機構PGSd間で、第3キャリヤCcと第4キャリヤCdとが連結され、第3リングギヤRcと第4サンギヤSdとが連結されることになり、第2クラッチC2を係合する4速変速段においては、第3遊星歯車機構PGScと第4遊星歯車機構PGSdとで四つの要素からなる一つの共線図を描くことができる。 When the 4th speed is established, the first brake B1 is engaged, the second brake B2 is set in the reverse rotation prevention state, the second clutch C2 is engaged, and the third clutch C3 is engaged. The first carrier Ca and the second carrier Cb are allowed to rotate forward by setting the second brake B2 to the reverse rotation preventing state. By engaging the first brake B1, the rotation speed of the first sun gear Sa becomes “0”. By engaging the second clutch C2, the fourth sun gear Sd, the third ring gear Rc, and the second sun gear Sb rotate at the same speed. As a result, the third carrier Cc and the fourth carrier Cd are connected between the third planetary gear mechanism PGSc and the fourth planetary gear mechanism PGSd, and the third ring gear Rc and the fourth sun gear Sd are connected. In the fourth speed gear stage that engages the second clutch C2, the third planetary gear mechanism PGSc and the fourth planetary gear mechanism PGSd can draw one collinear diagram composed of four elements.
そして第3クラッチC3を係合することで、第4リングギヤRdの回転速度が第3サンギヤScの回転速度と同一速度の「1」になり、第3遊星歯車機構PGScと第4遊星歯車機構PGSdとを構成する四つの要素のうちの二つの要素の回転速度が同一速度の「1」になる。その結果、第3遊星歯車機構PGScおよび第4遊星歯車機構PGSdは各要素が相対回転不能なロック状態になり、第3遊星歯車機構PGScおよび第4遊星歯車機構PGSdの全ての要素の回転速度が「1」になる。そして第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの回転速度がh/(h+1)になり、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「4th」になり、4速変速段が確立する。
By engaging the third clutch C3, the rotation speed of the fourth ring gear Rd becomes “1”, which is the same as the rotation speed of the third sun gear Sc, and the third planetary gear mechanism PGSc and the fourth planetary gear mechanism PGSd. The rotational speeds of two of the four elements constituting the same are “1” of the same speed. As a result, the third planetary gear mechanism PGSc and the fourth planetary gear mechanism PGSd are in a locked state where the respective elements cannot rotate relative to each other, and the rotational speeds of all the elements of the third planetary gear mechanism PGSc and the fourth planetary gear mechanism PGSd are It becomes “1”. Then, the rotational speeds of the first carrier Ca and the second carrier Cb become h / (h + 1), and the rotational speed of the second ring gear Rb to which the
5速変速段の確立時には、第1ブレーキB1を係合し、第2ブレーキB2を逆転阻止状態にし、第1クラッチC1を係合し、第3クラッチC3を係合する。第2ブレーキB2を逆転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの正転が許容される。第1ブレーキB1を係合することで、第1サンギヤSaの回転速度が「0」になる。第1クラッチC1を係合することで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの回転速度が第3サンギヤScの回転速度と同一速度の「1」になる。その結果、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「5th」になり、5速変速段が確立する。
When the fifth gear is established, the first brake B1 is engaged, the second brake B2 is in the reverse rotation prevention state, the first clutch C1 is engaged, and the third clutch C3 is engaged. The first carrier Ca and the second carrier Cb are allowed to rotate forward by setting the second brake B2 to the reverse rotation preventing state. By engaging the first brake B1, the rotation speed of the first sun gear Sa becomes “0”. By engaging the first clutch C1, the rotational speeds of the first carrier Ca and the second carrier Cb become “1”, which is the same speed as the rotational speed of the third sun gear Sc. As a result, the rotation speed of the second ring gear Rb to which the
なお、5速変速段を確立する際に第3クラッチC3を係合する必要はないが、5速変速段に隣接する4速変速段および6速変速段では第3クラッチC3を係合する必要があるため、5速変速段を確立中に第3クラッチC3を係合しておくことで4速変速段あるいは6速変速段へのシフトチェンジをスムーズに行うことができる。 It is not necessary to engage the third clutch C3 when establishing the fifth gear, but the third clutch C3 needs to be engaged at the fourth and sixth gears adjacent to the fifth gear. Therefore, by engaging the third clutch C3 while establishing the fifth gear, the shift change to the fourth gear or the sixth gear can be performed smoothly.
6速変速段の確立時には、第2ブレーキB2を逆転阻止状態にし、第1クラッチC1を係合し、第2クラッチC2を係合し、第3クラッチC3を係合する。第2ブレーキB2を逆転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの正転が許容される。第2クラッチC2および第3クラッチC3を係合することで、4速変速段において説明したように、第3遊星歯車機構PGScと第4遊星歯車機構PGSdとがロック状態になり、第3リングギヤRcおよび第2サンギヤSbの回転速度が「1」になる。第1クラッチC1を係合することで第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの回転速度が「1」になる。 When the sixth speed is established, the second brake B2 is set in the reverse rotation prevention state, the first clutch C1, the second clutch C2, and the third clutch C3 are engaged. The first carrier Ca and the second carrier Cb are allowed to rotate forward by setting the second brake B2 to the reverse rotation preventing state. By engaging the second clutch C2 and the third clutch C3, the third planetary gear mechanism PGSc and the fourth planetary gear mechanism PGSd are brought into the locked state as described in the fourth speed, and the third ring gear Rc. The rotational speed of the second sun gear Sb is “1”. By engaging the first clutch C1, the rotation speeds of the first carrier Ca and the second carrier Cb become “1”.
これにより、第2遊星歯車機構PGSbは、第2キャリヤCbおよび第2サンギヤSbの回転速度が同一速度の「1」になり、各要素が相対回転不能なロック状態になる。その結果、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「6th」の「1」になり、6速変速段が確立する。
Thereby, in the second planetary gear mechanism PGSb, the rotation speeds of the second carrier Cb and the second sun gear Sb become “1” of the same speed, and each element is in a locked state in which the relative rotation is impossible. As a result, the rotation speed of the second ring gear Rb to which the
7速変速段の確立時には、第2ブレーキB2を逆転阻止状態にし、第3ブレーキB3を係合し、第1クラッチC1を係合し、第3クラッチC3を係合する。第2ブレーキB2を逆転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの正転が許容される。第3ブレーキB3を係合することで、第4サンギヤSdの回転速度が「0」になる。第3クラッチC3を係合することで、第4リングギヤRdの回転速度が第3サンギヤScの回転速度と同一速度の「1」になり、第3キャリヤCc、第1リングギヤRaおよび第4キャリヤCdの回転速度がk/(k+1)になる。第1クラッチC1を係合することで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの回転速度が、入力軸12に接続された第3サンギヤScの回転速度と同一速度の「1」になる。その結果、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「7th」になり、7速変速段が確立する。
When the seventh speed is established, the second brake B2 is set in the reverse rotation prevention state, the third brake B3 is engaged, the first clutch C1 is engaged, and the third clutch C3 is engaged. The first carrier Ca and the second carrier Cb are allowed to rotate forward by setting the second brake B2 to the reverse rotation preventing state. By engaging the third brake B3, the rotational speed of the fourth sun gear Sd becomes “0”. By engaging the third clutch C3, the rotational speed of the fourth ring gear Rd becomes “1”, which is the same as the rotational speed of the third sun gear Sc, and the third carrier Cc, the first ring gear Ra, and the fourth carrier Cd. Becomes the rotation speed k / (k + 1). By engaging the first clutch C1, the rotational speeds of the first carrier Ca and the second carrier Cb become “1”, which is the same speed as the rotational speed of the third sun gear Sc connected to the
8速変速段の確立時には、第2ブレーキB2を逆転阻止状態にし、第3ブレーキB3を係合し、第1クラッチC1を係合し、第2クラッチC2を係合する。第2ブレーキB2を逆転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの正転が許容される。第3ブレーキB3を係合することで、第4サンギヤSdの回転速度が「0」になる。第2クラッチC2を係合することで、第3リングギヤRcおよび第2サンギヤSbの回転速度が第4サンギヤSdの回転速度と同一速度の「0」になる。第1クラッチC1を係合することで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの回転速度が第3サンギヤScの回転速度と同一速度の「1」になる。その結果、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「8th」になり、8速変速段が確立する。
At the time of establishment of the eighth gear, the second brake B2 is set in the reverse rotation prevention state, the third brake B3 is engaged, the first clutch C1 is engaged, and the second clutch C2 is engaged. The first carrier Ca and the second carrier Cb are allowed to rotate forward by setting the second brake B2 to the reverse rotation preventing state. By engaging the third brake B3, the rotational speed of the fourth sun gear Sd becomes “0”. By engaging the second clutch C2, the rotational speeds of the third ring gear Rc and the second sun gear Sb become “0”, which is the same speed as the rotational speed of the fourth sun gear Sd. By engaging the first clutch C1, the rotational speeds of the first carrier Ca and the second carrier Cb become “1”, which is the same speed as the rotational speed of the third sun gear Sc. As a result, the rotation speed of the second ring gear Rb to which the
9速変速段の確立時には、第2ブレーキB2を逆転阻止状態にし、第3ブレーキB3を係合し、第4ブレーキB4を係合し、第1クラッチC1を係合する。第2ブレーキB2を逆転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの正転が許容される。第3ブレーキB3を係合することで、第4サンギヤSdの回転速度が「0」になる。第4ブレーキB4を係合することで、第4リングギヤRdの回転速度も「0」になる。これにより、第4遊星歯車機構PGSdがロック状態になり、第4キャリヤCd、第3キャリヤCcおよび第1リングギヤRaの回転速度も「0」になる。 When the ninth gear is established, the second brake B2 is set in the reverse rotation prevention state, the third brake B3 is engaged, the fourth brake B4 is engaged, and the first clutch C1 is engaged. The first carrier Ca and the second carrier Cb are allowed to rotate forward by setting the second brake B2 to the reverse rotation preventing state. By engaging the third brake B3, the rotational speed of the fourth sun gear Sd becomes “0”. By engaging the fourth brake B4, the rotational speed of the fourth ring gear Rd is also "0". As a result, the fourth planetary gear mechanism PGSd is locked, and the rotational speeds of the fourth carrier Cd, the third carrier Cc, and the first ring gear Ra are also “0”.
第1クラッチC1を係合することで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの回転速度は第3サンギヤScの回転速度と同一速度の「1」になる。その結果、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「9th」になり、9速変速段が確立する。
By engaging the first clutch C1, the rotational speeds of the first carrier Ca and the second carrier Cb become “1”, which is the same speed as the rotational speed of the third sun gear Sc. As a result, the rotation speed of the second ring gear Rb to which the
10速段の確立時には、第2ブレーキB2を逆転阻止状態にし、第4ブレーキB4を係合し、第1クラッチC1を係合し、第2クラッチC2を係合する。第2ブレーキB2を逆転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの正転が許容される。第2クラッチC2を係合することで、第3リングギヤRcおよび第2サンギヤSbが第4サンギヤSdと同一速度で回転する。第4ブレーキB4を係合することで、第4リングギヤRdの回転速度が「0」になる。第1クラッチC1を係合することで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの回転速度が第3サンギヤScの回転速度と同一速度の「1」になる。その結果、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「10th」になり、10速変速段が確立する。
When the tenth speed is established, the second brake B2 is set in the reverse rotation prevention state, the fourth brake B4 is engaged, the first clutch C1 is engaged, and the second clutch C2 is engaged. The first carrier Ca and the second carrier Cb are allowed to rotate forward by setting the second brake B2 to the reverse rotation preventing state. By engaging the second clutch C2, the third ring gear Rc and the second sun gear Sb rotate at the same speed as the fourth sun gear Sd. By engaging the fourth brake B4, the rotational speed of the fourth ring gear Rd becomes “0”. By engaging the first clutch C1, the rotational speeds of the first carrier Ca and the second carrier Cb become “1”, which is the same speed as the rotational speed of the third sun gear Sc. As a result, the rotation speed of the second ring gear Rb to which the
リバース変速段の確立時には、第2ブレーキB2を正転阻止状態にし、第3ブレーキB3を係合し、第3クラッチC3を係合する。第3ブレーキB3および第3クラッチC3を係合することで、第3キャリヤCc、第1リングギヤRaおよび第4キャリヤCdの回転速度がk/(k+1)になる。第2ブレーキB2を正転阻止状態にすることで、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの正転が阻止され、第1キャリヤCaおよび第2キャリヤCbの回転速度が「0」になる。その結果、出力ギヤ29が接続された第2リングギヤRbの回転速度が図4に示す「Rvs」になり、リバース変速段が確立する。
At the time of establishment of the reverse gear, the second brake B2 is set in the forward rotation blocking state, the third brake B3 is engaged, and the third clutch C3 is engaged. By engaging the third brake B3 and the third clutch C3, the rotational speeds of the third carrier Cc, the first ring gear Ra, and the fourth carrier Cd become k / (k + 1). By setting the second brake B2 in the forward rotation blocking state, the forward rotation of the first carrier Ca and the second carrier Cb is blocked, and the rotation speeds of the first carrier Ca and the second carrier Cb become “0”. As a result, the rotation speed of the second ring gear Rb to which the
次に、スラストベアリングのフリクションの低減について説明する。 Next, reduction of thrust bearing friction will be described.
第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbには、全ての前進変速段において図中左向きのスラスト荷重F2が作用する(図7および図11参照)。スラスト荷重F2は第7スラストベアリングT7、第3遊星歯車機構PGScの第3キャリヤCc、第8スラストベアリングT8および第3遊星歯車機構PGScの第3サンギヤScを介して入力軸12に伝達され、入力軸12から第3クラッチC3のクラッチハブ40および第13スラストベアリングT13を介して変速機ケース13に伝達される。
The second sun gear Sb of the second planetary gear mechanism PGSb is subjected to a leftward thrust load F2 in the drawing at all forward speeds (see FIGS. 7 and 11). The thrust load F2 is transmitted to the
その際に、図3に示すように、第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbが第7スラストベアリングT7にスラスト荷重を伝達する荷重伝達面P1から、スラストプレート49が第12スラストベアリングT12からスラスト荷重を受ける荷重受け面P2までの距離L1は、荷重伝達面P1および荷重受け面P2間に配置される第7スラストベアリングT7、第3遊星歯車機構PGScの第3キャリヤCc、第9スラストベアリングT9、第2クラッチC2のクラッチドラム31、シム50、第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSd、第10スラストベアリングT10、第4遊星歯車機構PGSdの第4キャリヤCd、第11スラストベアリングT11、第3クラッチC3のクラッチドラム39および第12スラストベアリングT12の軸方向長さの合計値よりも大きく設定されているので、第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbのスラスト荷重F2は入力軸12を介して最短経路で変速機ケース13に伝達されることになる。その結果、前記スラスト荷重F2が第4遊星歯車機構PGSd、スラストベアリングT9〜T12等の多くの部品を経由することが防止され、フリクションの低減や部品の薄肉化が可能になる。
At that time, as shown in FIG. 3, the second sun gear Sb of the second planetary gear mechanism PGSb transmits the thrust load to the seventh thrust bearing T7, and the thrust plate 49 extends from the twelfth thrust bearing T12. The distance L1 to the load receiving surface P2 that receives the thrust load is the seventh thrust bearing T7 disposed between the load transmitting surface P1 and the load receiving surface P2, the third carrier Cc of the third planetary gear mechanism PGSc, and the ninth thrust bearing. T9,
また3速変速段および4速変速段では、第4遊星歯車機構PGSdの第4リングギヤRdに図中左向きのスラスト荷重F4(図7および図15参照)が作用するが、そのスラスト荷重F4は第4リングギヤRdからクラッチドラム39、第12スラストベアリングT12およびスラストプレート49を介して入力軸12に伝達し、そこから第13スラストベアリングT13を介して変速機ケース13で支持することができる。
Further, at the third speed gear stage and the fourth speed gear stage, a leftward thrust load F4 (see FIGS. 7 and 15) acts on the fourth ring gear Rd of the fourth planetary gear mechanism PGSd. The transmission can be transmitted from the 4-ring gear Rd to the
図6は前記シム50(図3参照)の厚さを決定する手順を示すものである。先ず、入力軸12の外周に第3クラッチC3、第4ブレーキB4、第3ブレーキB3および第4遊星歯車機構PGSd等を組み付けておく。この状態で、第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdのシム50に当接する面から、予め入力軸12にスプライン結合された第3遊星歯車機構PGScの第3サンギヤScの図中右端までの距離Xを測定する。
FIG. 6 shows a procedure for determining the thickness of the shim 50 (see FIG. 3). First, the third clutch C3, the fourth brake B4, the third brake B3, the fourth planetary gear mechanism PGSd, and the like are assembled on the outer periphery of the
次に、予めサブアセンブリとして組み立てた第2クラッチC2のクラッチドラム31の図中左端(シム50に当接する面)から図中右端(第9スラストベアリングT9に当接する面)までの距離Yを測定する。また第3キャリヤCc、第3ピニオンPc、第8スラストベアリングT8および第9スラストベアリングT9をサブアセンブリとして予め組み立てておき、第9スラストベアリングT9の図中左端および第8スラストベアリングT8の図中左端までの距離Zを測定する。そしてX−(Y+Z)よりも僅かに小さい値をシム50の厚さとし、予め用意した複数種類の厚さのシム50の中から、上記厚さに対応するシム50を選択して使用すれば良い。
Next, the distance Y from the left end (surface contacting the shim 50) of the
上述のようにして、予め組み付けられた第3キャリヤCcのサブアセンブリを入力軸12の外周に嵌合するように組み付ける際に、第3キャリヤCcの内周スプラインSPiは第3サンギヤScの外周を図中右側から左側に通過するが、第3キャリヤCcの内周スプラインSPiの半径r1は第3サンギヤScの半径r2よりも大きく設定されているため、第3サンギヤScと干渉することなく第3遊星歯車機構PGScのサブアセンブリを組み付けることができる。
As described above, when the pre-assembled sub-assembly of the third carrier Cc is assembled so as to be fitted to the outer periphery of the
以上のように、第3遊星歯車機構PGScの第3リングギヤRcおよび第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdを結合可能な第2クラッチC2のクラッチドラム31と、第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdとの間にシム50を配置したので、シム50の挿入により第4遊星歯車機構PGSdの各要素間の相対距離あるいは第2クラッチC2の各要素間の距離が影響を受けることがないだけでなく、第4遊星歯車機構PGSdおよび第2クラッチC2間のデッドスペースを利用してシム50を配置することができるので、自動変速機Tの軸方向寸法の増加を最小限に抑えることができる。
As described above, the
図2に示すように、第1遊星歯車機構PGSaの第1キャリヤCaの図中左側の端部と、第1クラッチC1のクラッチハブ22から延びる連結部材21の図中左側の端部とが突き当て部51において突き当てられるので、車両の減速走行時(エンジンブレーキ作動時)や車両の後進走行時に第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbに作用する図中右向きのスラスト荷重は、第5スラストベアリングT5→連結部材27→第6スラストベアリングT6→第1遊星歯車機構PGSaの第1キャリヤCa→突き当て部51→連結部材21→第1クラッチC1のクラッチハブ22→第2スラストベアリングT2→第1クラッチC1のクラッチドラム23→シム52→第1スラストベアリングT1の経路でステータシャフト19(変速機ケース13)に伝達される。
As shown in FIG. 2, the left end portion of the first carrier Ca of the first planetary gear mechanism PGSa in the drawing and the left end portion of the connecting
このとき、仮に突き当て部51が存在しないとすると、第6スラストベアリングT6から第1遊星歯車機構PGSaの第1キャリヤCaに入力した荷重は、連結部材21を経由することなく、第4スラストベアリングT4→第1遊星歯車機構PGSaの第1サンギヤSa→第3スラストベアリングT3の経路で第1クラッチC1のクラッチハブ22→第2スラストベアリングT2に伝達されてしまい、高速回転する第1遊星歯車機構PGSaの第1サンギヤSaの両側の第4スラストベアリングT4および第3スラストベアリングT3に大きなフリクションが発生してしまうことになる。しかもスラスト荷重が第4スラストベアリングT4および第3スラストベアリングT3を経由すると、第4スラストベアリングT4および第3スラストベアリングT3の寸法公差分を補償するためにシム52の厚さの種類が増加してしまう問題がある。
At this time, assuming that the
一方、本実施の形態によれば、突き当て部51を設けたことにより前記スラスト荷重が第1遊星歯車機構PGSaの第1サンギヤSaを挟む第4スラストベアリングT4および第3スラストベアリングT3を迂回するため、第4スラストベアリングT4および第3スラストベアリングT3のフリクションが低減するだけでなく、それら寸法公差分を考慮する必要がなくなってシム52の厚さの種類を減らすことができる。
On the other hand, according to the present embodiment, by providing the
このとき、第1遊星歯車機構PGSaの第1キャリヤCaが第4スラストベアリングT4にスラスト荷重を伝達する荷重伝達面P3から、第1クラッチC1のクラッチハブ22が第3スラストベアリングT3からスラスト荷重を受ける荷重受け面P4までの距離L2は、第4スラストベアリングT4、第1遊星歯車機構PGSaの第1サンギヤSaおよび第3スラストベアリングT3の軸方向長さの合計値よりも大きいので、第2遊星歯車機構PGSbから入力される図中右向きのスラスト荷重が第4スラストベアリングT4および第3スラストベアリングT3を経由して変速機ケース13に伝達される事態を回避してフリクションを確実に低減することができる。
At this time, the first carrier Ca of the first planetary gear mechanism PGSa transmits a thrust load from the third thrust bearing T3 to the
なお、前記突き当て部51が設けられた第1遊星歯車機構PGSaの第1キャリヤCaの端部は、第6スラストベアリングT6の保持部を兼ねている。
The end portion of the first carrier Ca of the first planetary gear mechanism PGSa provided with the abutting
次に、第1遊星歯車機構PGSa、第2遊星歯車機構PGSb、第3遊星歯車機構PGScおよび第4遊星歯車機構PGSdのヘリカルギヤのねじれ角の方向の設定について説明する。 Next, the setting of the direction of the helical angle of the helical gears of the first planetary gear mechanism PGSa, the second planetary gear mechanism PGSb, the third planetary gear mechanism PGSc, and the fourth planetary gear mechanism PGSd will be described.
第2遊星歯車機構PGSbの第2リングギヤRbは出力ギヤ29と一体に形成されているため、第2リングギヤRbが発生する図中右向きのスラスト荷重F2は出力ギヤ29およびボールベアリング30,30を介して変速機ケース13に伝達される。従って、第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbが発生する図中左向きのスラスト荷重F2を、第2遊星歯車機構PGSbの第2リングギヤRbが発生する図中右向きのスラスト荷重F2と直接相殺することはできず、何れかの経路で変速機ケース13に伝達して支持する必要がある。このとき、第2サンギヤSbの図中左向きのスラスト荷重F2を他の遊星歯車機構が発生するスラスト荷重と相殺することができれば、それが変速機ケース13に伝達される経路に存在するスラストベアリングのフリクションを低減することができる。
Since the second ring gear Rb of the second planetary gear mechanism PGSb is formed integrally with the
このような観点から、本実施例では、図11に示すように、第2遊星歯車機構PGSbの第2サンギヤSbが発生する図中左向きのスラスト荷重F2を、それに隣接する第3遊星歯車機構PGScの第3リングギヤRcが発生する図中右向きのスラスト荷重F3と連結部材28上で直ちに相殺し、その差分であるスラスト荷重F2−F3だけを第8スラストベアリングT8、第3遊星歯車機構PGScの第3サンギヤSc、入力軸12および第13スラストベアリングT13を介して変速機ケース13に伝達している。
From this point of view, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the leftward thrust load F2 generated by the second sun gear Sb of the second planetary gear mechanism PGSb is applied to the third planetary gear mechanism PGSc adjacent thereto. The rightward thrust load F3 generated by the third ring gear Rc and the connecting
図10から明らかなように、本実施の形態では、全ての前進変速段において、第2サンギヤSbの図中左向きのスラスト荷重F2は第3リングギヤRcの図中右向きのスラスト荷重F3よりも大きくなり、その差分であるスラスト荷重F2−F3は常に図中左向きになっている。しかしながら、上記したF2>F3の関係が常に成り立つ必要はなく、低速変速段(例えば、1速変速段や2速変速段)においてF2<F3となるようにギヤの捩じれ角を設定しても良い。なぜならば、発進や低速走行に使用される低速変速段ではもともと動力伝達の損失が大きいため、F2>F3の関係が成り立っても得られるフリクション低減効果が小さいからである。 As is apparent from FIG. 10, in this embodiment, the thrust load F2 facing left in the drawing of the second sun gear Sb is larger than the thrust load F3 facing right in the drawing of the third ring gear Rc in all forward speeds. The thrust load F2-F3 that is the difference is always leftward in the figure. However, the above-described relationship of F2> F3 does not always hold, and the gear twist angle may be set so that F2 <F3 at a low speed gear (for example, the first gear or the second gear). . This is because, at low speed gears used for starting and running at low speed, the loss of power transmission is originally large, so that the effect of reducing friction obtained is small even if the relationship of F2> F3 is established.
また第2サンギヤSbの図中左向きのスラスト荷重F2は第7スラストベアリングT7および第8スラストベアリングT8に入力されるが、そのスラスト荷重F2の一部を第3リングギヤRcの図中右向きのスラスト荷重F3で相殺することで、第7スラストベアリングT7および第8スラストベアリングT8の負荷を低減することができる。 A leftward thrust load F2 of the second sun gear Sb in the figure is input to the seventh thrust bearing T7 and the eighth thrust bearing T8, and a part of the thrust load F2 is a rightward thrust load of the third ring gear Rc in the figure. By canceling with F3, the load on the seventh thrust bearing T7 and the eighth thrust bearing T8 can be reduced.
なお、図11では、第1遊星歯車機構PGSaおよび第4遊星歯車機構PGSdは無負荷であると仮定している。 In FIG. 11, it is assumed that the first planetary gear mechanism PGSa and the fourth planetary gear mechanism PGSd are unloaded.
図7および図12に示すように、第1遊星歯車機構PGSaの第1サンギヤSaおよび第1リングギヤRaには、1速変速段〜5速変速段だけにスラスト荷重F1が作用し、しかも第1サンギヤSaの図中左向きのスラスト荷重F1と第1リングギヤRaの図中右向きのスラスト荷重F1とは等しくなる。そして第1サンギヤSaの図中左向きのスラスト荷重F1は、第4スラストベアリングT4→第1キャリヤCa→第6スラストベアリングT6→連結部材27の経路で第1リングギヤRaに伝達され、第1リングギヤRaの図中右向きのスラスト荷重F1と完全に相殺されるため、そのスラスト荷重F1が他の遊星歯車機構に影響を及ぼすことがない。
As shown in FIGS. 7 and 12, the thrust load F1 acts on the first sun gear Sa and the first ring gear Ra of the first planetary gear mechanism PGSa only in the first gear to the fifth gear, and the first The leftward thrust load F1 of the sun gear Sa in the drawing is equal to the rightward thrust load F1 of the first ring gear Ra in the drawing. Then, the leftward thrust load F1 of the first sun gear Sa in the drawing is transmitted to the first ring gear Ra through the path of the fourth thrust bearing T4 → the first carrier Ca → the sixth thrust bearing T6 → the connecting
遊星歯車機構のサンギヤに作用するスラスト荷重の向きは、そのサンギヤの回転方向(トルクの方向)と歯面の捩じれ角の方向とにより決定されるが、捩じれ角の方向は変化しないため、回転方向の変化に応じてスラスト荷重の方向が変化することになる。またシングルピニオン型の遊星歯車機構では、サンギヤに作用するスラスト荷重とリングギヤに作用するスラスト荷重とは相互に逆方向を向くことになる。 The direction of the thrust load acting on the sun gear of the planetary gear mechanism is determined by the rotation direction (torque direction) of the sun gear and the direction of the torsion angle of the tooth surface, but the direction of the torsion angle does not change. The direction of thrust load changes according to the change of. In the single pinion type planetary gear mechanism, the thrust load acting on the sun gear and the thrust load acting on the ring gear are directed in opposite directions.
本実施の形態では、第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdの回転方向(トルクの方向)が図7に示すようになるため、第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdおよび第4リングギヤRdのスラスト荷重F4は、3速変速段、4速変速段およびリバース変速段では、それぞれ図中右向きおよび図中左向きであるが、6速変速段、7速変速段、9速変速段および10速変速段では、それぞれ図中左向きおよび図中右向きに変化する。第4サンギヤSdおよび第4リングギヤRdのスラスト荷重F4の向きを上記のように設定することで、次のような作用効果を得ることができる。 In the present embodiment, since the rotation direction (torque direction) of the fourth sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGSd is as shown in FIG. 7, the fourth sun gear Sd and the fourth ring gear of the fourth planetary gear mechanism PGSd. The thrust load F4 of Rd is rightward in the drawing and leftward in the drawing at the third gear, the fourth gear, and the reverse gear, respectively, but the sixth gear, the seventh gear, the ninth gear, and the tenth gear. At the speed shift stage, they change to the left in the figure and to the right in the figure, respectively. By setting the direction of the thrust load F4 of the fourth sun gear Sd and the fourth ring gear Rd as described above, the following operational effects can be obtained.
図8に示すように、高速変速段である9速変速段および10速変速段では、第12スラストベアリングT12の差回転が最大の1000rpmになってフリクションが増大する問題があるが、第4サンギヤSdおよび第4リングギヤRdのスラスト荷重F4の向きを上記のように設定することで、図13に示すように、9速変速段および10速変速段において、第4サンギヤSdおよび第4リングギヤRdのスラスト荷重F4が第10スラストベアリングT10および第11スラストベアリングT11において相殺され、差回転が大きい第12スラストベアリングT12に伝達されなくなり、第12スラストベアリングT12のフリクションを効果的に低減することができる。 As shown in FIG. 8, in the 9th speed stage and the 10th speed stage, which are the high speed speed stages, there is a problem that the differential rotation of the 12th thrust bearing T12 reaches 1000 rpm at the maximum and the friction increases. By setting the direction of the thrust load F4 of Sd and the fourth ring gear Rd as described above, the fourth sun gear Sd and the fourth ring gear Rd of the ninth speed gear and the tenth speed gear as shown in FIG. The thrust load F4 is canceled by the tenth thrust bearing T10 and the eleventh thrust bearing T11, and is not transmitted to the twelfth thrust bearing T12 having a large differential rotation, and the friction of the twelfth thrust bearing T12 can be effectively reduced.
ところで、6速変速段では第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdに作用する図中右向きのスラスト荷重F4が大きくなる(図10参照)。従って、第4遊星歯車機構PGSdの第4リングギヤRdおよび第4サンギヤSdに作用するスラスト荷重F4の方向を、図13で説明した実施の形態と逆に設定したと仮定すると、図14に示すように、第7スラストベアリングT7には図中左向きのスラスト荷重F2−F3と、第4サンギヤSdから第9スラストベアリングT9を介して伝達される図中右向きのスラスト荷重F4とが入力する。6速変速段では図中右向きのスラスト荷重F4が大きくなるため、その合力であるF2−F3−F4が負値になり、第7スラストベアリングT7を図中右向き付勢してしまう可能性がある。 By the way, at the sixth speed, the rightward thrust load F4 acting on the fourth sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGSd increases (see FIG. 10). Accordingly, assuming that the direction of the thrust load F4 acting on the fourth ring gear Rd and the fourth sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGSd is set opposite to the embodiment described in FIG. 13, as shown in FIG. Furthermore, the left thrust load F2-F3 in the drawing and the right thrust load F4 in the drawing transmitted from the fourth sun gear Sd through the ninth thrust bearing T9 are input to the seventh thrust bearing T7. At the sixth speed, the rightward thrust load F4 in the figure increases, so the resultant force F2-F3-F4 has a negative value, and the seventh thrust bearing T7 may be urged to the right in the figure. .
このような事態になると、第7スラストベアリングT7を図中右向き付勢するスラスト荷重は、第7スラストベアリングT7→第5スラストベアリングT5→第6スラストベアリングT6→第2スラストベアリングT2→第1スラストベアリングT1の経路でステータシャフト19(変速機ケース13)まで伝達され、その経路に存在する前記5個のスラストベアリングT7〜T5,T2,T1のフリクションが増加してしまう。 In such a situation, the thrust load for urging the seventh thrust bearing T7 in the right direction in the figure is the seventh thrust bearing T7 → the fifth thrust bearing T5 → the sixth thrust bearing T6 → the second thrust bearing T2 → the first thrust. This is transmitted to the stator shaft 19 (transmission case 13) through the path of the bearing T1, and the friction of the five thrust bearings T7 to T5, T2, and T1 existing in the path increases.
以上のことから、6速変速段、7速変速段、9速変速段および10速変速段において、第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdのスラスト荷重F4が図中左向きになるように、ヘリカルギヤのねじれ角を設定する必要がある。 From the above, at the sixth speed, the seventh speed, the ninth speed and the tenth speed, the thrust load F4 of the fourth sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGSd is directed leftward in the figure. It is necessary to set the helix angle of the helical gear.
ところで、上述したように、6速変速段、7速変速段、9速変速段および10速変速段で第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdのスラスト荷重F4が図中左向きになるようにヘリカルギヤのねじれ角を設定すると、3速変速段および4速変速段では第4遊星歯車機構PGSdの第4サンギヤSdのスラスト荷重F4の向きが逆転して図中右向きになるため(図7参照)、図14で説明したように、第4サンギヤSdのスラスト荷重F4が5個のスラストベアリングT7〜T5,T2,T1に伝達されてしまう可能性がある。 By the way, as described above, the thrust load F4 of the fourth sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGSd is directed leftward in the drawing at the sixth speed, the seventh speed, the ninth speed, and the tenth speed. When the helical gear torsion angle is set, the direction of the thrust load F4 of the fourth sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGSd is reversed at the third speed gear stage and the fourth speed gear stage and becomes rightward in the figure (see FIG. 7). As described in FIG. 14, the thrust load F4 of the fourth sun gear Sd may be transmitted to the five thrust bearings T7 to T5, T2, and T1.
しかしながら、3速変速段および4速変速段における第4サンギヤSdの図中右向きのスラスト荷重F4は、6速変速段における第4サンギヤSdの図中右向きのスラスト荷重F4に比べて小さいため(図10参照)、その合力であるF2−F3−F4が負値になることはなく、スラスト荷重F4が5個のスラストベアリングT7〜T5,T2,T1を介してステータシャフト19(変速機ケース13)に伝達されてしまう事態を回避することができる(図15参照)。
However, the rightward thrust load F4 of the fourth sun gear Sd in the drawing at the third and fourth gears is smaller than the rightward thrust load F4 of the fourth sun gear Sd in the sixth gear (see the figure). 10), the resultant force F2-F3-F4 does not become negative, and the thrust load F4 is transmitted to the stator shaft 19 (transmission case 13) via five thrust bearings T7 to T5, T2, T1. Can be avoided (see FIG. 15).
また3速変速段および4速変速段では第4遊星歯車機構PGSdの第4リングギヤRdの図中左向きのスラスト荷重F4が第12スラストベアリングT12に伝達されてしまうが、3速変速段および4速変速段では第12スラストベアリングT12の差回転がゼロであるため(図8参照)、スラスト荷重F4が入力しても第12スラストベアリングT12のフリクションが増加する問題は発生しない。 Further, in the third gear and the fourth gear, the leftward thrust load F4 of the fourth ring gear Rd of the fourth planetary gear mechanism PGSd is transmitted to the twelfth thrust bearing T12, but the third gear and the fourth gear. Since the differential rotation of the twelfth thrust bearing T12 is zero at the shift speed (see FIG. 8), there is no problem that the friction of the twelfth thrust bearing T12 increases even if the thrust load F4 is input.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態では第3遊星歯車機構PGScの第3サンギヤScを入力軸12にスプライン結合しているが、その第3サンギヤScを入力軸12と一体に形成しても良い。
For example, although the third sun gear Sc of the third planetary gear mechanism PGSc is splined to the
また実施の形態では第2ブレーキB2を2ウェイクラッチで構成しているが、それを多板型のブレーキで構成することができる。 In the embodiment, the second brake B2 is a two-way clutch, but it can be a multi-plate brake.
また実施の形態では第13スラストベアリングT13は入力軸12から入力されるスラスト荷重をボールベアリング48の外輪を介して変速機ケース13に伝達しているが、第13スラストベアリングT13を廃止し、ボールベアリング48をスラスト荷重も支持可能なボールベアリング(例えば、アンギュラボールベアリング)に変更することで、入力軸12から入力されるスラスト荷重を変速機ケース13に伝達しても良い。
In the embodiment, the thirteenth thrust bearing T13 transmits the thrust load input from the
PGSb 第2遊星歯車機構(遊星歯車機構B)
Sb 遊星歯車機構Bのサンギヤ
PGSc 第3遊星歯車機構(遊星歯車機構A)
Sc 遊星歯車機構Aのサンギヤ
Cc 遊星歯車機構Aのキャリヤ
PGSd 第4遊星歯車機構(遊星歯車機構C)
Cd 遊星歯車機構Cのキャリヤ
Rc 遊星歯車機構Aのリングギヤ
Rd 遊星歯車機構Cのリングギヤ
C3 第3クラッチ(クラッチ)
T7 第7スラストベアリング(スラスト荷重を支持可能なベアリングA)
T8 第8スラストベアリング(スラスト荷重を支持可能なベアリングA)
T12 第12スラストベアリング(スラスト荷重を支持可能なベアリングC)
T13 第13スラストベアリング(スラスト荷重を支持可能なベアリングB)
SPi 遊星歯車機構Aのキャリヤの内周スプライン
SPo 連結部材の外周スプライン
r1 内周スプラインの内径
r2 遊星歯車機構Aのサンギヤの外径
P1 荷重伝達面
P2 荷重受け面
L1 荷重伝達面から荷重受け面までの距離
12 入力軸
13 変速機ケース
28 連結部材(第1連結部材)
38 連結部材(第2連結部材)
39 クラッチドラム(第1部材)
40 クラッチハブ
49 スラストプレート(第2部材)
PGSb Second planetary gear mechanism (planetary gear mechanism B)
Sb Sun gear PGSc of planetary gear mechanism B Third planetary gear mechanism (planetary gear mechanism A)
Sc Sun gear Cc of planetary gear mechanism A Carrier PGSd of planetary gear mechanism A Fourth planetary gear mechanism (planetary gear mechanism C)
Cd Planetary gear mechanism C carrier
Ring gear Rd of Rc planetary gear mechanism A Ring gear C3 of planetary gear mechanism C Third clutch (clutch)
T7 7th thrust bearing (bearing A capable of supporting thrust load)
T8 8th thrust bearing (bearing A capable of supporting thrust load)
T12 12th thrust bearing (bearing C capable of supporting thrust load)
T13 13th thrust bearing (bearing B capable of supporting thrust load)
SPi Planetary gear mechanism A carrier inner peripheral spline SPo Connecting member outer peripheral spline r1 Inner peripheral spline inner diameter r2 Planetary gear mechanism A sun gear outer diameter P1 Load transmission surface P2 Load receiving surface L1 From load transmitting surface to load receiving
28 connecting member (first connecting member)
38 connecting member (second connecting member)
39 Clutch drum (first member)
40 Clutch hub 49 Thrust plate (second member)
Claims (4)
前記入力軸(12)に対して相対回転不能なサンギヤ(Sc)を有する遊星歯車機構A(PGSc)と、
前記遊星歯車機構A(PGSc)に対して隣接して配置され、前記入力軸(12)に対して相対回転可能に支持されて前記遊星歯車機構A(PGSc)のリングギヤ(Rc)に第1連結部材(28)を介して連結されたサンギヤ(Sb)を有する遊星歯車機構B(PGSb)と、
前記遊星歯車機構A(PGSc)を挟んで前記遊星歯車機構B(PGSb)の反対側に配置され、クラッチ(C3)を介して前記入力軸(12)に結合可能なリングギヤ(Rd)を有する遊星歯車機構C(PGSd)と、
前記遊星歯車機構A(PGSc)のサンギヤ(Sc)および前記遊星歯車機構B(PGSb)のサンギヤ(Sb)間に配置されたスラスト荷重を支持可能なベアリングA(T7,T8)と、
前記クラッチ(C3)のクラッチハブ(40)および前記変速機ケース(13)間に配置されたスラスト荷重を支持可能なベアリングB(T13)とを備え、
前記遊星歯車機構B(PGSb)のサンギヤ(Sb)が発生するスラスト荷重が前記遊星歯車機構A(PGSc)のリングギヤ(Rc)が発生するスラスト荷重を相殺するように、該サンギヤ(Sb)および該リングギヤ(Rc)の捩じれ角の方向が設定されることを特徴とする自動変速機。 A plurality of planetary gear mechanisms that are arranged on the axis of the input shaft (12) and each gear is a helical gear are housed in the transmission case (13), and each element of the plurality of planetary gear mechanisms, the input In an automatic transmission that establishes a predetermined shift stage by controlling a coupling relationship between the shaft (12) and the transmission case (13) with a plurality of clutches and a plurality of brakes,
A planetary gear mechanism A (PGSc) having a sun gear (Sc) that cannot rotate relative to the input shaft (12);
A first coupling to the ring gear (Rc) of the planetary gear mechanism A (PGSc) is disposed adjacent to the planetary gear mechanism A (PGSc) and is supported so as to be rotatable relative to the input shaft (12). A planetary gear mechanism B (PGSb) having a sun gear (Sb) connected via a member (28) ;
A planetary gear having a ring gear (Rd) disposed on the opposite side of the planetary gear mechanism B (PGSb) across the planetary gear mechanism A (PGSc) and capable of being coupled to the input shaft (12) via a clutch (C3). A gear mechanism C (PGSd) ;
A bearing A (T7, T8) capable of supporting a thrust load disposed between the sun gear (Sc) of the planetary gear mechanism A (PGSc) and the sun gear (Sb) of the planetary gear mechanism B (PGSb);
A bearing B (T13) capable of supporting a thrust load disposed between the clutch hub (40) of the clutch (C3) and the transmission case (13) ;
The sun gear (Sb), the An automatic transmission characterized in that a direction of a twist angle of a ring gear (Rc) is set .
前記クラッチ(C3)のクラッチハブ(40)および前記第1部材(39)間で前記入力軸(12)に相対回転不能に固定されて径方向外向きに延びる第2部材(49)と、
前記第1部材(39)および前記第2部材(49)間に配置されたスラスト荷重を支持可能なベアリングC(T12)とを備えることを特徴とする、請求項1に記載の自動変速機。 A first member (39) extending radially inward from the ring gear (Rd) of the planetary gear mechanism C (PGSd);
A second member (49) extending radially outwardly fixed to the input shaft (12) so as not to rotate relative to the input shaft (12) between the clutch hub (40) of the clutch (C3) and the first member (39);
The automatic transmission according to claim 1, further comprising a bearing (T12) capable of supporting a thrust load disposed between the first member (39) and the second member (49).
前記第2連結部材(38)の軸方向一端部には前記遊星歯車機構A(PGSc)のキャリヤ(Cc)の内周スプライン(SPi)に嵌合する外周スプライン(SPo)が形成され、前記内周スプライン(SPi)の内径(r1)は前記遊星歯車機構A(PGSc)のサンギヤ(Sc)の外径(r2)よりも大きいことを特徴とする、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の自動変速機。 A second gear for fitting the carrier (Cd) of the planetary gear mechanism C (PGSd) and the carrier (Cc) of the planetary gear mechanism A (PGSc) by fitting relative to the outer periphery of the input shaft (12) . A connecting member (38);
An outer peripheral spline (SPo) that fits with an inner peripheral spline (SPi) of the carrier (Cc) of the planetary gear mechanism A (PGSc) is formed at one end in the axial direction of the second connecting member (38). The inner diameter (r1) of the circumferential spline (SPi) is larger than the outer diameter (r2) of the sun gear (Sc) of the planetary gear mechanism A (PGSc). The automatic transmission according to item.
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